當(dāng)談到工業(yè)CT時(shí),“分辨率”是多被提及的一個(gè)概念。實(shí)際上,分辨率要進(jìn)一步細(xì)分為空間分辨率和密度分辨率。
空間分辨率 - 毫無(wú)疑問(wèn),空間分辨率是*為重要的系統(tǒng)參數(shù)之一,它表征了系統(tǒng)能夠分辨細(xì)小物體的能力。實(shí)際上,空間分辨率是由X射線管和探測(cè)器兩者相結(jié)合所決定的。下圖顯示了一個(gè)CT系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型:
參數(shù)a, d, A, B對(duì)空間分辨率的影響
我們可以計(jì)算一個(gè)工業(yè)CT系統(tǒng)的等效束寬(BW)來(lái)評(píng)價(jià)其空間分辨率,它決定了這個(gè)CT系統(tǒng)能夠*終達(dá)到的分辨率高低。BW可以通過(guò)下面的公式來(lái)近似計(jì)算得出:
在(1)式中,?a = X射線管焦點(diǎn)尺寸?d = 探測(cè)器像素尺寸?A = D/L?B = S/L
由以上公式我們可以得出結(jié)論,X射線探傷機(jī)的射線管的焦點(diǎn)尺寸和探測(cè)器的像素尺寸兩者都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的空間分辨率產(chǎn)生影響??s小焦點(diǎn)尺寸和像素尺寸都可以提高系統(tǒng)的分辨率。但是基于不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,兩者在其中的重要性各有區(qū)別。如果僅僅通過(guò)追求縮小焦點(diǎn)尺寸來(lái)提高分辨率,這種方法是不科學(xué)的,同時(shí)也會(huì)給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)不便之處。
當(dāng)載物臺(tái)(工件)比較靠近X射線管時(shí),A = D/L的值會(huì)比較大。在這種情況下,較小的焦點(diǎn)尺寸會(huì)對(duì)提高分辨率有更明顯的效果。但在另一方面,較小的焦點(diǎn)意味著X射線管的功率也會(huì)相應(yīng)降低。如前所述,較低的功率會(huì)限制工件的尺寸與材料。換言之,較低的功率會(huì)造成圖像質(zhì)量降低。
讓我們來(lái)看一下另一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)載物臺(tái)比較靠近探測(cè)器時(shí),A的值會(huì)變得較小,而B(niǎo) = S/L的值則會(huì)變得較大。在這種情況下,射線管焦點(diǎn)尺寸對(duì)于提高分辨率來(lái)說(shuō)就顯得不那么重要,而探測(cè)器像素尺寸則會(huì)起到更大的作用。這類系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠保持大功率射線管帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)又可以獲得較好的空間分辨率。
密度分辨率 - 探測(cè)器的密度分辨率,或成為動(dòng)態(tài)特性,是除了像素尺寸以外的另一個(gè)十分重要的參數(shù),尤其是對(duì)于材料缺陷檢測(cè)這類應(yīng)用。 它決定了一款探測(cè)器能夠探測(cè)材料內(nèi)部密度微小變化的能力。相比14位探測(cè)器(214階灰度),一款16位(216階灰度)探測(cè)器能夠分辨4倍之多的不同灰度變化。換言之,高位數(shù)的探測(cè)器能夠更好地將圖像中的噪聲和有用信息加以區(qū)分。